Geri Dön

Biophysical characterization and diagnosis of obesity from adipose tissue by Fourier transform infrared spectroscopy and imaging

Obezitenin adipoz dokuda Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi ve görüntülemesi ile biyofiziksel karakterizasyonu ve teşhisi

PDF İndir

  1. Tez No: 474855
  2. Yazar: FATMA KÜÇÜK BALOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. FERİDE SEVERCAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyofizik, Biyoloji, Fizyoloji, Biophysics, Biology, Physiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 181

Özet

Obezite, viseral (VAT) ve subkütan (SCAT) adipoz dokunun büyümesinden kaynaklanan heterojen yapılı bir hastalıktır ve sözkonusu süreç çoğunlukla zarar görmüş glukoz ve lipit metabolizması ile sonuçlanmaktadır. Çalışmanın birinci kısmında VAT ve SCAT'ı moleküler içerik bakımından karakterize etmek ve karşılaştırmak, ayrıca beyaz ve kahverengi adipoz dokular arasındaki transdiferansiyonu araştırmak amaçlanmıştır. Bu sebeple kendiliğinden obez olan erkek Berlin lipit inbred fare (BFMI) hatlarına ait VAT ve SCAT dokularına Fourier Dönüşümlü Kizilötesi (FTIR) Mikrospektroskopisi ve uncoupling protein 1 (UCP1) immünohistolojik boyaması uygulanmıştır. Sonuçlar lipit/protein oranında anlamı bir artış ile birlikte kahverengi ve beyaz adipozitlerin transdiferasyonundan kaynaklanmış olabilecek bir UCP1 protein miktarı düşüşü göstermiştir. Buna ek olarak, fare hatlarına ait iki tip adipoz dokusunda da kontrol hattına göre daha düşük doymamış/doymuş yağ oranı, daha uzun hidrokarbon açil zincir uzunluğu ve daha yüksek miktarda trigliserit tespit edilmiştir. Sonuçlar ayrıca SCAT'ın VAT'a göre obezite kaynaklı yapısal değişimlere daha yatkın olduğunu ortaya koymuştur. Trigliseritlerin adipoz dokuda aşırı birikimi obezitenin ana sebebidir ve bu süreç serbest yağ asitlerinin yoğun bir şekilde dolaşıma katılmasına neden olarak insulin direncine yol açar. Çalışmamızın ikinci kısmı temelde 1770-1720 cm-1 spektral bölgesinde bulunan trigliserit bantını bir duyarlı obezite biyobelirteci olarak sunmaktır. Bu nedenle. Hiyerarşik Kümeleme Analizini (HCA) ve Temel Bileşen Analizi (PCA) ile birlikte kullanılan FTIR spektroskopisinin teşhissel potansiyeli, kontrol ve 4 farklı obez BFMI erkek fare hatlarına ait SCAT ve VAT dokuları üzerinde uygulanmıştır. Kontrol, obez, obezite kaynaklı insulin dirençli gruplar yüksek duyarlılık ve özgüllük ile birbirinden başarıyla ayrılmıştır. Sonuçlar, trigliserit bölgesindeki spektal değişimlere dayanan abdominal obezitenin dahili teşhisinde, kemometrik yaklaşımlarla beraber FTIR spektroskopisinin gücünü ortaya koymuştur. Cinsiyet, obezitenin değerlendirilmesi için önemli bir faktördür, bu sebeple çalışmanın üçüncü kısmının amacı dişi ve erkek fare hatlarına ait VAT ve SCAT dokularının moleküler içeriğinin karşılaştırması yolu ile obezitede cinsiyete bağlı farklılıklarının araştırılmasıdır. Bu karşılaştırmacı yaklaşımla uyumlu olarak, çok değişkenli veri analiz ile birlikte ATR-FTIR spektroskoskopisi dişi ve erkek örneklerin ayrımı amacıyla bazı özel spektral bölgelerde uygulanmıştır. Obezitenin VAT ve SCAT üzerindeki etkilerinin cinsiyete bağlı değişimlerini saptamak için bu dokuların makromoleküler karakteristikleri erkek ve dişi BFMI farelerde FTIR spektroskopisi ile karşılaştırılmıştır. UCP1 immunohistolojik boyama ise farklı cinsiyetlerde kahverengi ve beyaz adipositlerin görünümünü karşılaştırmak amacıyla uygulanmıştır. Sonuçlar obezite belirteçlerinin dişi farelere ait SCAT dokusunda ve erkek farelere ait VAT dokusunda daha anlamlı olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, obezitenin erkek sağlığı üstüne etkileri dişilere nazaran daha zararlı olabilir.

Özet (Çeviri)

Obesity is a heterogeneous disorder originating from the enlargement of visceral (VAT) and subcutaneous (SCAT) adipose tissue mass in the body and this process usually results in disturbed glucose and lipid metabolism. The first part of this study aimed to characterize and compare VAT and SCAT with regard to biomolecular content and also investigate transdifferentiation between white and brown adipocytes. Regarding this aim, Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy and uncoupling protein 1 (UCP1) immunohistological staining was used in VAT and SCAT of male Berlin fat mice inbred (BFMI) lines, which are spontaneously obese. The results indicated a remarkable increase in the lipid/protein ratio, accompanied with a decrease of UCP1 protein content which might be due to the transdifferentiation of brown to white adipocytes in obese groups. Additionally, the lower unsaturation/saturation lipid ratio, the longer hydrocarbon acyl chain length of lipids and the higher amount of triglycerides were obtained in both adipose tissues of mice lines compared to control line. The results also revealed that SCAT was more prone to obesity-induced structural changes than VAT. The excess deposition of triglycerides in adipose tissue is the main reason of obesity and this process causes the excess release of fatty acids to the circulatory system leading to insulin resistance. The second part of this study mainly aimed to propose triglyceride band located at 1770-1720 cm-1 spectral region as a sensitive obesity related biomarker. For this reason, the diagnostic potential of FTIR spectroscopy coupled with hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) was used in SCAT and VAT samples obtained from control and four different obese male BFMI mice lines. Successful discrimination of the obese, obesity related insulin resistant and control groups were achieved with high sensitivity and specificity. The results revealed the power of FTIR spectroscopy coupled with chemometric approaches in internal diagnosis of abdominal obesity based on the spectral differences in the triglyceride region. Gender is an important factor in the evaluation of obesity, hence the purpose of the third part of the study is to investigate gender-based differences in obesity by comparing biomolecular content of SCAT and VAT in male and female mice lines. In accordance with this comparative approach, ATR-FTIR spectroscopy coupled with multivariate data analysis was applied to the spectra of some special regions to differentiate male and female samples. To determine gender-based differences in the effect of obesity on VAT and SCAT in obese mice lines, the biomolecular characteristics of these tissues were compared in male and female BFMI mice by FTIR microspectroscopy. UCP1 immunohistological staining was also performed to compare the appearance of brown and white adipocytes in different genders. The results indicated that obesity indicators were more significant in SCAT of female mice while they were more significant in VAT of male mice. Consequently, the effects of obesity on male's health can be more harmful than females.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    442185

    Biophysical characterization of proteins in solution and human fluids for cancer diagnosis applications using Fourier transform infrared spectroscopy

    Fourier dönüşüm kızılötesi spektroskopisi kullanarak proteinlerin çözelti içindeki formları ile kanser teşhisi uygulamalarında insan sıvılarınının biyofiziksel karakterizasyonu

    SHERIF ABBAS MOUSA ABBAS

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    BiyofizikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FERİDE SEVERCAN

    PROF. DR. METE SEVERCAN

  2. Tez No

    651726

    Development of an experimental image processing tool and flow-cytometry based electromagnetic scattering analysis for medical diagnosis of red blood cell pathology

    Kırmızı kan hücresi patolojisinin tıbbi teşhişi için deneysel gorüntü işleme aracının ve akış-sitometri esaslı elektromanyetik saçılım analizinin geliştirilmesi

    POLAT GÖKTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VAKUR BEHÇET ERTÜRK

    PROF. DR. AYHAN ALTINTAŞ

  3. Tez No

    851894

    Bioelectronic systems in studying tissue engineering, real-time biophysical monitoring of birds and point-of-care diagnostics

    Doku mühendisliğinde, kuşların gerçek zamanlı biyofiziksel izlenmesinde ve hasta-başı tanı uygulamalarında biyoelektronik sistemler

    ABDURRAHMAN GÜMÜŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyomühendislikCornell University

    Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DAVID ERICKSON

  4. Tez No

    403404

    Simpli ed cardiodynamic tissue electrophysiology characterization, reduced order modeling with therapeutic perspective

    Başlık çevirisi yok

    CELAL ALAGÖZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Radyoloji ve Nükleer TıpDrexel University

    Dr. ALLON GUEZ

  5. Tez No

    457322

    Mitokondriyal apoptotik yolakları kullanan nanomateryallerin sitotoksisitesinin biyofiziksel yöntemlerle incelenmesi

    Biophysical methods investigation on cytoxicity of nanomaterials using mitochondrial apoptotic pathways

    MUSTAFA YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    BiyofizikTrakya Üniversitesi

    Biyofizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TEVFİK GÜLYAŞAR

Geri Dön